CN101003157A - 辅机并联式一段法炼胶工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮胎的制造领域，具体地说是一种辅机并联式一段法炼胶工艺，仅采用一台密炼机，胶料仅经过一次升温混炼和压片冷却的过程，下辅机配备至少4台开炼机，除了第一台开炼机接胶降温和最后一台开炼机出片外，剩余的开炼机是并联关系作为加硫混炼用，使胶料得到充分的补充混炼，补充混炼结束后，胶料通过最后一台开炼机压片送到胶片冷却装置上进行冷却，从而完成整个炼胶过程。该混炼工艺效率是普通混炼工艺的2倍以上，胶料质量优良，节省了1/2以上的厂房面积，设备投资减少1/3以上，耗能减少了近2/3，用工减少至少1/2以上。

Description

辅机并联式一段法炼胶工艺

技术领域

本发明属于轮胎制造技术领域，尤其是一种辅机并联式一段法混炼胶料的工艺方法。

背景技术

众所周知，现通用的混炼方法是采用密炼机进行多段混炼的方法，最有代表性的是三段法：第一段采用粗混炼，通常用快速(40转/分以上)密炼机高压高温混炼(约160度)，制备除硫磺、促进剂以外配合剂的母胶，母胶经双螺杆压片机进行压片，并经胶片冷却装置冷却后叠片存放8小时以上；第二段是将一段的母胶重新投入密炼机进行补充混炼，一些填充剂量大的胶种将填充剂一部分放在一段加，剩余的放在二段加，胶料混炼完后经双螺杆压片机压片胶片冷却装置冷却后存放；第三段是将二段的母胶投入慢速密炼机，在低温(120度以下)状态下加硫磺和促进剂等小料，排料后利用两台开炼机进行捣胶压片，最后上胶片冷却装置进行冷却叠放，至此完成一种胶料的混炼。这种混炼方法需要反复三次将胶料投入密炼机进行炼制，每次炼制完后还需要进行冷却(从160度降至40度)，并叠片停放8小时，所以此种混炼方法胶料制备周期需24小时左右，而且需要很大的胶料储备量及存放而积，为保证连续生产需要同时配备3台同型密炼机或1大1小2台密炼机，设备投资1500万元以上，厂房面积约6000平米，具体流程见附图1所示炼胶工艺流程图。

发明内容

为了满足大规模轮胎生产对胶料的大量需求，减少设备规模，本发明提供一种采用一套密炼机组完成胶料的全部混炼过程的炼胶工艺，该混炼工艺的目的就是提供一种新的、高效率的胶料混炼工艺，以获得比传统工艺大的投入产出率，减少机组数量，减少占地面积，降低能耗，减少用工数量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：仅采用一台密炼机，胶料仅经过一次升温混炼和压片冷却的过程，下辅机配备至少4台开炼机，除了第一台开炼机接胶降温和最后一台开炼机出片外，剩余的开炼机是并联关系作为加硫混炼用，使胶料得到充分的补充混炼，补充混炼结束后，胶料通过最后一台开炼机压片送到胶片冷却装置上进行冷却，从而完成整个炼胶过程，工艺过程是：

第一步，首先是密炼机投胶混炼，要求密炼机具备变速功能，密炼初期采用高转速，快速完成除硫磺、促进剂以外的各种配合剂的混炼工作，接着改用慢速混炼使胶料降温，以便下一步进行加硫磺和促进剂的过程，上顶栓的加压根据投料的过程确定，投入橡胶后为使胶温上升，采用0.5Mpa左右的压力，投入粉剂后，则先使上顶栓浮动一段时间后再加压，加压程度也适当减小到0.3Mpa左右，油料在加粉剂后再加入；

第二步，达到工艺要求温度后，密炼机排料，排到排料口下的1#开炼机，进行捣胶降温，使用捣胶装置捣胶6个来回以上，使胶温降低到120℃以下；

第三步，胶料通过传动皮带移到2#开炼机上，进行加入的硫磺促进剂等小料的操作过程：将2#开炼机的胶料包前辊，辊上留一定的余胶，余胶高度不超过两侧挡板，剩余胶料割落到底盘，然后加入硫磺和促进剂等小料，待硫磺和促进剂等小料全部混入后，再将余胶投入，用切落法进行翻炼后使用捣胶架捣胶3个来回以上；

第四步，将2#开炼机上的胶料通过传送带传到6#开炼机上，使用捣胶架捣胶3个米回以上；

第五步，将6#开炼机上的胶料进行下片，移到胶片冷却装置，涂隔离剂，上冷却架进行冷却；

由于其它开炼机是与2#开炼机是并联关系，所以密炼机排下的胶料由1#开炼机给并联的多台开炼机逐个分配，最后又都汇集到6#开炼机压片并送去冷却，工作过程同前述五步。

本发明还可通过如下措施来实现：开炼机可以同时采用6台。加硫磺过程也可以放在密炼机低速降温段进行。

本发明的有益效果是，胶料混炼全过程只经过1套炼胶机组(而不是3组)，胶料从冷态到高温混炼再到低温加硫和压片冷却存放，这个过程只经历1次(而不是3次)。显而易见，与现工艺相比，节省了1/2以上的厂房面积(从5000平米减为2000平米)，设备投资减少1/3以上(从1500万元减为800万元)，胶料制备周期(包括存放)缩短了近2/3(从24小时减为8小时)，耗能相应减少了近2/3(从3次升温再冷却降为1次)，用工减少至少1/2以上(12人减为6人以下)。所以该发明的效果是明显的，提供了一种新的、高效率的、投入产出比高的混炼工艺，解决了当前占地多、用时多、用人多、设备多、投资多的“五多”问题。

下面结合附图通过实施例对本发明进行详细描述

图1是本发明背景技术的工艺流程图。

图2是本发明的工艺流程图。

图中，1.密炼机，2.1#开炼机，3.2#开炼机，4.3#开炼机，5.4#开炼机，6.5#开炼机，7.6#开炼机，8.胶片冷却装置，9.存贮区。

具体实施方式

图2中，本发明的并联式一段法炼胶工艺，仅采用一台密炼机1，胶料仅经过一次升温混炼和压片冷却的过程，下辅机配备6台开炼机，除了1台接胶降温和1台出片外，剩余4台作为加硫混炼用，由于4台开炼机是并联关系，所以胶料的加硫混炼过程可延长为4个密炼周期，使胶料得到充分的补充混炼，达到多段炼胶的效果。补充混炼结束后，胶料通过第6台开炼机压片送到胶片冷却装置上进行冷却，从而完成整个炼胶过程。

工作过程是：

第一步首先是密炼机1投胶混炼，要求密炼机具备变速功能，密炼初期采用高转速，在短时间内(约1分钟)完成除硫磺、促进剂以外的各种配合剂的混炼工作，接着改用慢速混炼使胶料降温，以便下一步进行加硫磺和促进剂的过程，上顶栓的加压根据投料的过程确定，投入橡胶后为使胶温上升，采用较大的压力(0.5Mpa左右)，投入粉剂后，则先使上顶栓浮动一段时间后再加压，加压程度也适当减小(0.3Mpa左右)，油料在加粉剂后再加入，先加油料会增加胶料塑性，使碳黑结团，影响分散效果。

第二步，达到工艺要求温度后(130度)，密炼机排料，排到排料口下的1#开炼机2，进行捣胶降温，使用捣胶装置捣胶6个来回以上，通过开炼机辊温和辊距的合理搭配，使胶温降低到120℃以下。为了防止两车胶料混合，在密炼机1的排料筒中设气动隔板，由人工控制排料。

第三步，胶料通过传动皮带移到2#开炼机3上，进行加入的硫磺促进剂等小料的操作过程：将2#开炼机3的胶料包前辊，辊上留一定的余胶，余胶高度不超过两侧挡板，剩余胶料割落到底盘，然后加入硫磺和促进剂等小料，待硫磺和促进剂等小料全部混入后，再将余胶投入，用切落法进行翻炼后使用捣胶架捣胶3个来回以上。

第四步，将2#开炼机3上的胶料通过传送带传到6#开炼机7上，使用捣胶架捣胶3个来回以上。

第五步，将6#开炼机7上的胶料进行下片，移到胶片冷却装置8，涂隔离剂，上冷却架进行冷却。

由于2#开炼机3、3#开炼机4、4#开炼机5、5#开炼机6是并联关系，所以密炼机排下的胶料由1#开炼机2给并联4台开炼机逐个分配，最后又都汇集到6#开炼机7压片并送去冷却，冷却后送存贮区9，工作过程同前述五步。

以GK255N密炼机为例，具体炼胶工艺如下所述：

第一步，GK255N密炼机1投胶混炼，GK255N密炼机1采用直流电机驱动，具备无级变速功能，将胶料投入密炼机1，采用快速(35转/分)运转，上顶栓高压(0.5Mpa左右)炼制30秒钟，然后提栓加入炭黑等除硫磺、促进剂之外的配合剂，上顶栓浮铊10秒后，注油器工作将工艺油加入混炼室，然后上顶栓切换为低压(0.3Mpa左右)压下，密炼机继续工作30秒钟，然后密炼机切换为慢速(20转/分)运转2分钟左右，使胶温降至130度以下。

第二步，达到工艺要求温度后(130度)，密炼机排料，排到排料口下的1#660开炼机2，该开炼机速比采用1∶1.07。由人工辅助进行捣胶降温，捣胶6个来回以上，开炼机辊筒采用前后钻孔式，并通24度以下制冷水，辊距调为6MM，捣胶后使胶温降低到120℃以下。为了防止两车胶料混合，在密炼机1的排料筒中设气动隔板，1#开炼机2上的胶料排走后，人工操作阀门将气动隔板翻下，上部胶料落入1#开炼机2，气动隔板随即关闭，等待下一个料，操作人员必须在下一个料排下之前将前一个料处理完。

第三步，将1#开炼机2捣胶排料运输带反转，则1#开炼机2上的胶料移到分送运输带上向前输送，分流摆动皮带机下摆，则胶料落到660型2#开炼机3上，该开炼机速比采用1∶1.143，将2#开炼机3的胶料包前辊，辊上留一定的余胶，余胶高度不超过两侧挡板，剩余胶料割落到底盘，然后加入硫磺和促进剂等小料，待硫磺和促进剂等小料全部混入后，再将余胶投入，用切落法进行翻炼后使用捣胶架捣胶3个来回以上。

第四步，660型2#开炼机3上的胶料由人工在前辊切断后堆叠在开炼机下方的排料运输带上，排料运输带运转将胶料移到汇集运输带上向前输送，一直到暂存段，然后等待人工确认后落到660型6#开炼机7上，6#开炼机7速比采用1∶1.07，使用捣胶架捣胶3个来回以上。

第五步，6#开炼机7上的胶料由辊筒下方的立刀进行切割下片，人工牵引移到胶片冷却装置8，涂隔离剂，上冷却架进行冷却，为减少胶料接头，在操作上应保证后一个料及时落到6#开炼机7上。

由于2#开炼机3、3#开炼机4、4#开炼机5、5#开炼机6是并联关系，所以密炼机1排下的胶料由1#开炼机2给并联4台开炼机逐个分配，最后又都汇集到6#开炼机7压片并送去冷却，冷却后送存贮区9，工作过程同前述五步。

在设备配置上有如下特点：

1.密炼机采用低温转子：采用ZZ-2型转子。

2.密炼机排料筒设有翻板装置：由于在开炼机加硫及促进剂必须严格遵照有关配方规定，所以两车胶料之间在加硫前不能混合，所以在排料筒中设翻板进行隔离，只有1#开炼机上的胶料排走后，下一个料才能落下来。

3.开炼机冷却功能要好：为保证冷却效果，开炼机前后辊筒均采用钻孔式，且冷却水采用低温水。

4.开炼机要配捣胶装置：根据开炼机加硫的工艺需求，开炼机必须加装捣胶装置，2#开炼机、3#开炼机、4#开炼机、5#开炼机、6#开炼机可以采用当前的通用型，但1#因为要接收密炼机的排料，排料筒要占用较大的平面位置，所以通用型无法摆下，需要采用特殊形式，本发明中对此的解决方法是：采用4段捣胶运输带将胶片从开炼机辊筒一端倒至另一端，同时还有两个作用：一个是胶料的冷却，一个是减少开炼机辊筒上的堆积胶。

5.开炼机需要重新设计为紧凑型：现有通用机型宽度尺寸较大(约为7.5米)，需要进行压缩，采用电机与减速机堆积式结构可压缩至5.7米。如附图2中所示。

6.需要设硫磺母胶存放烘热装置：由于硫磺是以母胶形式加入开炼机，为提高分散速度需将母胶预热至60度，为此需在开炼机旁设烘箱两个，箱内采用蒸汽加热，容积以能放入一托盘的胶片为准，烘箱入口为对开门式，出口为一带托辊的扁口。

7.胶料分配及汇集输送系统：由于胶料需要在各台开炼机之间进行分配和汇集，所以需要配做输送装置，主要由皮带输送机构成，分流时采用摆动式短皮带机实现，系统设有可靠的信号联络，在2#、3#、4#开炼机、5#开炼机待料时发出声光信号，1#机指定分配去向后信号关闭；汇集时胶料送到汇集主皮带机上，向前输送至暂存段时，变为步进式输送，由光电开关控制该段的启停，保证来料储存在该段上，6#开炼机需要时则向前步进单个上料。

本发明还可通过如下实施例来实现，2#开炼机3上可以只并联一台开炼机，或并联二台开炼机，或者四台开炼，或根据需要并联四台以上的开炼机。

本发明加硫磺过程也可以放在密炼机低速降温段进行，只是降温时间稍做延长(2分钟左右)。

Claims (3)

1、辅机并联式一段法炼胶工艺，其特征是：仅采用一台密炼机，胶料仅经过一次升温混炼和压片冷却的过程，下辅机配备至少4台开炼机，除了第一台开炼机接胶降温和最后一台开炼机出片外，剩余的开炼机是并联关系作为加硫混炼用，使胶料得到充分的补充混炼，补充混炼结束后，胶料通过最后一台开炼机压片送到胶片冷却装置上进行冷却，从而完成整个炼胶过程，工艺过程是：

第一步，首先是密炼机投胶混炼，要求密炼机具备变速功能，密炼初期采用高转速，快速完成除硫磺、促进剂以外的各种配合剂的混炼工作，接着改用慢速混炼使胶料降温，以便下一步进行加硫磺和促进剂的过程，上顶栓的加压根据投料的过程确定，投入橡胶后为使胶温上升，采用0.5Mpa左右的压力，投入粉剂后，则先使上顶栓浮动一段时间后再加压，加压程度也适当减小到0.3Mpa左右，油料在加粉剂后再加入；

第二步，达到工艺要求温度后，密炼机排料，排到排料口下的1#开炼机，进行捣胶降温，使用捣胶装置捣胶6个来回以上，使胶温降低到120℃以下；

第三步，胶料通过传动皮带移到2#开炼机上，进行加入的硫磺促进剂等小料的操作过程：将2#开炼机的胶料包前辊，辊上留一定的余胶，余胶高度不超过两侧挡板，剩余胶料割落到底盘，然后加入硫磺和促进剂等小料，待硫磺和促进剂等小料全部混入后，再将余胶投入，用切落法进行翻炼后使用捣胶架捣胶3个来回以上；

第四步，将2#开炼机上的胶料通过传送带传到6#开炼机上，使用捣胶架捣胶3个来回以上；

第五步，将6#开炼机上的胶料进行下片，移到胶片冷却装置，涂隔离剂，上冷却架进行冷却；

由于其它开炼机是与2#开炼机是并联关系，所以密炼机排下的胶料由1#开炼机给并联的多台开炼机逐个分配，最后又都汇集到6#开炼机压片并送去冷却，工作过程同前述五步。

2、根据权利要求1所述辅机并联式一段法炼胶工艺，其特征在于所说的开炼机可以同时采用6台。

3、根据权利要求1所述辅机并联式一段法炼胶工艺，其特征在于所说的加硫磺过程也可以放在密炼机低速降温段进行。

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